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2021 年度 実施状況報告書

Drug RepositioningとLeaky Gut制御による新規肝硬変治療

研究課題

研究課題/領域番号 21K08013
研究機関奈良県立医科大学

研究代表者

吉治 仁志  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (40336855)

研究分担者 浪崎 正  奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (20526850)
鍛治 孝祐  奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (20623490)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード肝線維化 / ヒアルロン酸ミセル / Gut-Liver axis
研究実績の概要

今年度はヒアルロン酸ミセルを用いたドラッグデリバリーシステムの構築に向けてDPP4阻害薬における薬剤内包ミセル作成を行った。粒子径が60nmで正の表面荷電を有したミセルを作成し、DPP4阻害薬を内包して検討した結果、粒子径の変化は見られず、薬物の内包効率は約80%に達していることを確認した。ヒアルロン酸ミセルを蛍光ラベルして臓器集積性を確認したところ、被覆ミセルは単体のミセルに比べてARBミセルと同様に肝臓への集積が高いことが確認できた。さらにGut-Liver axisをターゲットとして腸内細菌と肝線維化に関する検討課題においても大きな成果を得た。肝硬変モデルラットにおける骨格筋萎縮に対するBCAAとARBの併用効果についても検討を加えた。小動物用CT装置を用いて測定した腸腰筋面積は、CDAA群で有意な減少を認めたが、BCAA、ARBを投与することで改善された。肝組織では、CDAA群で陰性コントロール群に比べ肝線維化を認め、BCAA、ARB投与群においては線維化の改善を認めた。腓腹筋組織におけるミオスタチン濃度、および筋組織における各炎症性サイトカインとAtrogin-1、MuRF1のmRNA発現は、CDAA群で上昇しており、BCAA群、ARB群、併用群で改善を認めた。 肝疾患に伴う骨格筋萎縮に対して、BCAA、ARBを投与することで、肝線維化を改善させ、ミオスタチンと炎症性サイトカインの低下、SMAD、NFκBシグナルの抑制、さらに、ミトコンドリア生合成の改善を介して、筋分解系であるユビキチン-プロテアソーム系を抑制することで、骨格筋萎縮を改善させる可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

In vitro実験系においては、これまでのARBに加えてDPP4阻害薬を用いて薬剤内包ミセル作成を行った。その結果、薬物の内包効率は約80%に達する効率で複数の薬剤でヒアルロン酸被覆ミセルを作成可能である事を確認した。また、生体内において蛍光プローブを用いて検討したところ、本ミセルが肝臓に高い効率で集積することを確認した。腸内細菌制御研究においても、ARBとBCAAの併用が実験的肝線維症およびサルコペニアを腸内細菌バランス調整により抑制し得ることを確認した。肝組織では、CDAA群で陰性コントロール群に比べ肝線維化を認め、BCAA、ARB投与群においては線維化の改善を認めた。腓腹筋組織においても、筋肉短径および筋肉密度はCDAA群で低下していたが、BCAA、ARB投与群では改善傾向を認めた。興味深いことに、両剤併用群では各単剤群に比して改善効果が有意に増強された。また、腓腹筋組織におけるミオスタチン濃度、および筋組織における各炎症性サイトカインとAtrogin-1、MuRF1のmRNA発現は、CDAA群で上昇しており、BCAA群、ARB群、併用群で改善を認めた。また、SMAD2/3、NFκBシグナルについても、CDAA群と比較して、BCAA群、ARB群、併用群でそれぞれ改善を認めた。一方、TfamのmRNA発現はCDAA群で低下しており、BCAA群、ARB群、併用群でそれぞれ改善を認めた。これらの成果より当初の研究目標をほぼ達成していると考える。

今後の研究の推進方策

今年度の研究により、肝臓へ特異的に集積するヒアルロン酸ミセルを複数の薬剤を用いて作成できることを確認したので、来年度は肝線維化モデル実験系を用いて各種薬剤を内包したヒアルロン酸ミセルの肝線維化進展に対する効果を検討する。さらに作用メカニズムを明らかにするために肝線維化進展状況下における各細胞への分布について詳細に検討を加える。腸内細菌制御に関しては、基礎的検討として難吸収性抗生剤であるリファキシミンがPXRを介するtight junction安定化作用を有することから、本薬剤単独とプロバイオティクスやARBなど他の薬剤との併用効果を比較し、腸内細菌叢の変動と線維化抑制効果の関連について検討を加える。また、詳細な作用機序の検討のため内因性エンドトキシンと腸管バリア機能の関連についても解析を行う。さらに、臨床症例においても同様の検討を加えて、腸内細菌制御と内因性エンドトキシンとの関連について難吸収性抗生剤投与前後で次世代シークエンサーなどを用いて解析する。例えばRifaximin(RFX)をL-carnitine(L-CAR)に併用することで、肝硬変に伴う骨格筋萎縮への予防効果を強化し得るかについて検討する。骨格筋の評価として、小動物用CT装置(CosmoScanFX)を用いてラットの腸腰筋量を定量評価(Psoas muscle index:PMI=腸腰筋面積/体長2)し、採取した腓腹筋組織を用いて病理学的に検討を加え、詳細な抑制効果機序について解析を行う。これらの継続的研究により本研究の目的である様々なアプローチによる肝線維化抑制治療法の開発に向けた、より最終目標である臨床応用を見据えた基礎的データが得られるものと考える。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Sulforaphane ameliorates ethanol plus carbon tetrachloride-induced liver fibrosis in mice through the Nrf2-mediated antioxidant response and acetaldehyde metabolization with inhibition of the LPS/TLR4 signaling pathway2021

    • 著者名/発表者名
      Ishida K, Kaji K, Sato S, Ogawa H, Takagi H, Takaya H, Kawaratani H, Moriya K, Namisaki T, Akahane T, Yoshiji H
    • 雑誌名

      J Nutr Biochem

      巻: 89 ページ: 108573

    • DOI

      10.1016/j.jnutbio.2020.108573.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual therapy with zinc acetate and rifaximin prevents from ethanol-induced liver fibrosis by maintaining intestinal barrier integrity2021

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Y, Kaji K, Nishimura N, Enomoto M, Murata K, Takeda S, Takaya H, Kawaratani H, Moriya K, Namisaki T, Akahane T, Yoshiji H.
    • 雑誌名

      World J Gastroenterol.

      巻: 28 ページ: 8323-8342

    • DOI

      10.3748/wjg.v27.i48.8323.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Angiotensin Receptor Blockers Potentiate the Protective Effect of Branched-Chain Amino Acids on Skeletal Muscle Atrophy in Cirrhotic Rats2021

    • 著者名/発表者名
      Takeda S, Kaji K, Nishimura N, Enomoto M, Fujimoto Y, Murata K, Takaya H, Kawaratani H, Moriya K, Namisaki T, Akahane T, Yoshiji H
    • 雑誌名

      Mol Nutr Food Res

      巻: 65 ページ: e2100526

    • DOI

      10.1002/mnfr.202100526. .

    • 査読あり
  • [学会発表] Rifaximin/L-carnitine 併用による肝硬変ラット骨格筋委縮に対する予防効果2022

    • 著者名/発表者名
      村田晃児、鍛治孝祐、高谷広章、瓦谷英人、守屋圭、浪崎正、赤羽たけみ、美登路昭、吉治仁志
    • 学会等名
      日本消化器病学会総会
  • [学会発表] LPSにより肝星細胞から産生される epiregulin の肝癌進展における役割とその作用機序2022

    • 著者名/発表者名
      久保貴裕、鍛治孝祐、吉治仁志
    • 学会等名
      日本消化器病学会総会
  • [学会発表] Lubiprosone と Rifaximin 併用による gut-liver axis 制御とNASH肝繊維化抑制効果2022

    • 著者名/発表者名
      榎本壮秀、鍛治孝祐、吉治仁志
    • 学会等名
      日本肝臓学会総会

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公開日: 2022-12-28  

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